İnce Film Girişimi Hesaplama

Dalga boyu, kırılma indisi ve mertebeyi girin; film kalınlığını alın.

Sonuç

103,38 nm

Nasıl hesaplanır?

Araç t = (m + ½) × λ / (2n) formülünü kullanır; bu, iki yansımadan tam olarak birinin ışığın fazını ters çevirdiği durumda (örneğin havadaki bir sabun ya da su filmi) yapıcı yansıma koşuludur. Burada λ, ışığın boşluktaki ya da havadaki dalga boyudur ve nanometre cinsinden girilir; n filmin kırılma indisidir; m ise 0'dan başlayan tam sayı mertebedir. Mertebeyi boş bırakırsanız 0 alınır ve en ince film bulunur. Dalga boyu ve indis sıfırdan büyük olmalı, mertebe negatif olmamalıdır. Sonuç nm cinsinden kalınlıktır; m = 1, 2, … için daha kalın çözümler her λ / (2n) aralıkla tekrar eder. Araç, iki yansımanın ikisinin de ya da hiçbirinin fazı çevirmediği durumu (örneğin camdaki yansıma önleyici kaplama) ele almaz; orada yarım dalga terimi farklıdır.

Örnek hesaplama

Yeşil ışık, λ = 550 nm, kırılma indisi n = 1,33 olan bir filmde (su), mertebe m = 1. Kalınlık = (1 + 0,5) × 550 / (2 × 1,33) = 825 / 2,66 = 310,15 nm. m = 0 ile en ince film 103,38 nm'dir ve her yeni mertebe 550 / 2,66, yani yaklaşık 206,8 nm ekler. 310,15 nm kalınlığındaki film 550 nm ışığı güçlü yansıtır; diğer kalınlıklar başka renkleri öne çıkarır ve köpükte görülen renk bantları oluşur.

Bu örneği dene →

Sık yapılan hatalar

  • Dalga boyunu metre ya da mikrometre girmek. Alan nanometredir; yani 0,55 değil 550 nm.
  • Film içindeki dalga boyunu girmek. Formül boşluk ya da hava dalga boyunu bekler ve n'ye kendisi böler.
  • Formülü camdaki yansıma önleyici kaplama için kullanmak. Orada iki yansıma da fazı çevirir ve yansıma koşulu farklıdır; bu sonuç yanlış olur.
  • Birden fazla kalınlığın işe yaradığını unutmak. Her m mertebesi bir geçerli kalınlık daha verir; filminize uyan mertebeyi seçin.
  • Sonucu görünen tek renk sanmak. Beyaz ışık birçok dalga boyu içerir ve her birinin kendi kalınlık kümesi vardır.

Bu hesaplama hakkında

Işık, ince saydam bir filme (sabun köpüğü, yağ tabakası, yansıma önleyici lens kaplaması) çarptığında bir kısmı üst yüzeyden, bir kısmı da alt yüzeyden yansır ve bu iki yansıyan dalga birbirine girişir. Bu girişimin yapıcı (parlak renk) mi yoksa yıkıcı (karanlık) mı olacağı, filmin kalınlığının dalga boyuna oranına bağlıdır ve yapıcı yansıma için (her ara yüzeydeki faz kaymaları da hesaba katılarak) 2nt = (m + ½)λ koşulu geçerlidir; burada n filmin kırılma indisi, t ise kalınlığıdır.

Sabun köpüklerinde ve ıslak asfalttaki yağ lekelerinde gördüğümüz değişken gökkuşağı renklerinin fiziği tam olarak budur — farklı kalınlıklar farklı dalga boylarını güçlendirir. Optik mühendisleri, yansıma önleyici ve dikroik kaplamalar tasarlarken aynı denklemleri bilinçli olarak kullanır; malzeme bilimciler ise (elipsometri gibi tekniklerle) ince film girişimini kaplama kalınlığını tahribatsız şekilde ölçmek için kullanır.

Bu faydalı oldu mu?

En fazla 3 tepki seçebilirsiniz.

Yorumlar

  • İlk yorumu siz yazın.

Popüler hesaplayıcılar

Tüm Hesaplayıcılar